[发明专利]一种抗漂移的双气敏膜气体传感器

说明书

本发明提供了一种抗漂移的双气敏膜气体传感器，属于气敏传感器技术领域，包括基底、加热电极及多个气敏单元，所述加热电极及多个所述气敏单元间隔设置在所述基底上，所述气敏单元包括构成至少两个插齿电极的至少三个测量电极和至少两个气敏膜，所述至少三个测量电极间隔设置在所述基底上，至少两个所述气敏膜分别由纯金属氧化物和与改性材料制作而成，至少两个所述气敏膜分别覆盖在所述至少两个插齿电极上。与现有技术相比，本发明提供的抗漂移的双气敏膜气体传感器，结构简单，适用性较好，提高了气体传感器的敏感性和稳定性。

技术领域

本发明属于气敏传感器技术领域，更具体地说，涉及一种抗漂移的双气敏膜气体传感器。

背景技术

日常生活中，我们身边充斥着各种各样的气体，各种气体的浓度承载着很多重要信息，随着人们对气体浓度的研究不断深入，气体传感器被广泛应用于环境监测、节能减排、工业过程控制、疾病检测、公共安全等领域。

目前主流的气体传感器主要分为金属氧化物半导体(MOX)传感器、催化燃烧式传感器、电化学传感器等。由于具有低功耗、低价格、可微型化等诸多优点，MOX传感器得到最为广泛的应用。MOX传感器的检测原理是基于气体在传感器表面的化学吸附与脱附。然而在高温下金属氧化物气敏膜颗粒会长大，导致传感器内部导电通道改变，进而导致传感器产生空气电阻漂移，这种漂移在检测高浓度气体时不会产生很大的误差，但在检测低浓度气体时，微弱的电阻漂移就会导致较大的误差。

为了解决上述技术问题，专利文献CN104569061B中公开了一种金属氧化物半导体气体传感器，此专利公开了通过将检测层设置为包括不同比表面积的第一薄膜层和第二薄膜层，比表面积较小的第一薄膜层作为体电阻层以稳定体电阻，防止检测层的体电阻发生漂移，保证了较高的检测精度。但其成膜厚度难以精确控制，工艺复杂，并且其在高工作温度下，在一定程度上也会带来电阻飘移，在检测低浓度气体时精度不够。

专利文献CN105699441B中公开了一种电阻式气体传感器及其制备方法，此专利公开了通过在以叉指电极的中线为对称轴的两个对称分区涂覆对同一特定气体具有相反飘移趋势的气敏材料，使气敏材料效果组合叠加后得到特定气体的综合响应，抑制了基线漂移对气体检测的影响，提高了气体传感器的稳定性和测量精度。但两个不同响应的气敏材料在不同工作温度下的飘移程度不可控，因此其只能在一定程度上抑制飘移，对飘移抑制的效果非常有限。并且其在一个叉指电极的两侧沉积两个不同材质的敏感材料，容易造成气敏膜污染，工艺复杂，成本高。

因此需要设计一种抗漂移性能好，稳定性好的金属氧化物气体传感器。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗漂移的双气敏膜气体传感器，以克服由于长期在高温下工作，现有金属氧化物传感器的气敏膜颗粒长大导致的传感器漂移问题。

为实现上述目的，本发明提供一种抗漂移的双气敏膜气体传感器，包括基底、加热电极及多个气敏单元，所述加热电极及多个所述气敏单元间隔设置在所述基底上，其特征在于，所述气敏单元包括构成至少两个插齿电极的至少三个测量电极和至少两个气敏膜，至少三个所述测量电极间隔设置在所述基底上，所述至少两个气敏膜分别由纯金属氧化物和改性材料制作而成，所述至少两个气敏膜分别覆盖在所述至少两个插齿电极上。

所述改性材料的基体材料为所述纯金属氧化物。

所述的基体材料选自N型金属氧化物半导体材料或P型金属氧化物半导体材料。